I ricercatori della Tokyo Metropolitan University sono riusciti a utilizzare nanofili di un calcogenuro di metallo di transizione per creare nanonastri atomicamente sottili. Fasci di nanofili sono stati esposti a un gas di atomi di calcogeno e calore che ha aiutato a unire i fili in strisce strette. I nanoribbon sono molto ricercati per sofisticati dispositivi elettronici; data la scalabilità del metodo, il team spera che vedrà un uso diffuso nella produzione industriale di materiali all'avanguardia.

Man mano che i circuiti diventano più piccoli, più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico, gli scienziati devono affrontare la sfida sempre più difficile di controllare la struttura a livello atomico dei materiali che vengono utilizzati in essi. Una promettente via di ricerca è l'uso di intricati fili di materiale larghi solo pochi atomi; una di queste strutture è composta da calcogenuri di metalli di transizione, una combinazione di metalli di transizione e calcogeni, atomi che condividono una colonna con l'ossigeno sulla tavola periodica. Questi nanofili atomicamente sottili possiedono proprietà uniche per la loro struttura unidimensionale e sono molto ricercati per sofisticati dispositivi elettronici. Ma quello che hanno in minuzia, mancano di accordabilità. È qui che entrano in gioco i nanoribbon, fogli sottili e atomicamente sottili. Un controllo accurato della loro larghezza, ad esempio, porta a una variazione controllata delle loro proprietà elettroniche e magnetiche.

Una grande quantità di lavoro è stata applicata per costruire nanoribbon dal basso verso l'alto. Il problema, tuttavia, è che tali metodi non sono scalabili. Questo è un problema per la produzione di grandi quantità per dispositivi commerciali. Ora, un team guidato dal Dr. Hong En Lim e dal Professore Associato Yasumitsu Miyata della Tokyo Metropolitan University ha escogitato un modo scalabile per assemblare nanofili in nanonastri.

Il team aveva già sperimentato modi per produrre nanofili in grandi quantità. Utilizzando nanofili di tellururo di tungsteno, hanno creato fasci di fili depositati su un substrato piatto. Questi sono stati esposti a vapori di calcogeni come zolfo, selenio e tellurio. Con una combinazione di calore e vapore, i fili inizialmente separati nei fasci sono stati intrecciati con successo in nanonastri stretti e atomicamente sottili con una caratteristica struttura a zigzag. Regolando lo spessore dei fasci originali, si poteva anche scegliere se questi nastri fossero orientati parallelamente al supporto o perpendicolarmente ad esso, grazie a una competizione tra quanto sia favorevole avere bordi o facce parallele alla superficie inferiore. Inoltre, sintonizzando il substrato su cui sono posizionati i fasci, potrebbero controllare se i nastri fossero orientati in modo casuale o puntassero in un'unica direzione. È importante sottolineare che il metodo è scalabile e può essere applicato per portare la sintesi dalla produzione su scala di laboratorio di pochi nastri a sintesi di massa su grandi aree di substrato.

Il team è stato in grado di confermare che i nastri avevano proprietà elettroniche esotiche uniche per la loro natura unidimensionale. Non solo questo è un grande balzo in avanti per la scienza dei materiali, ma un passo tangibile verso nanonastri prodotti in serie nell'elettronica, nell'optoelettronica e nei catalizzatori all'avanguardia. + Esplora ulteriormente

I nanofili su scala atomica ora possono essere prodotti su larga scala